Kas yra statinė apkrova?

Statinė apkrova yra mechaninė jėga, lėtai veikiama mazgo ar objekto. Tai galima palyginti su dinamine apkrova, kuri yra greitai veikiama jėga. Statinės apkrovos bandymai naudingi nustatant didžiausias leistinas inžinerinių konstrukcijų, pavyzdžiui, tiltų, apkrovas, taip pat jie gali būti naudingi atrandant mechanines medžiagų savybes.

Ši jėga dažnai taikoma inžinerinėms konstrukcijoms, nuo kurių priklauso žmonių saugumas, nes inžinieriai turi žinoti didžiausią jėgą, kurią gali išlaikyti konstrukcija, kad ji sugrius. Bet kokia nuolatinė jėga, nejudant objekto, yra laikoma statine apkrova, o žinios apie tai, kokią apkrovą gali atlaikyti konstrukcija, yra naudingos nustatant konstrukcijos saugos ribas. Apribojus apkrovą iki pusės konstrukcijos maksimumo, saugumo koeficientas bus du.

Liftas yra pavyzdys, kai vyksta statinė apkrova. Kai dešimt žmonių stovi lifte ir laukia, kol užsidarys durys, jie daro jam statinį krūvį, nes žmonės ir liftas nejuda vienas kito atžvilgiu. Tokiomis sąlygomis lifto įtempiai turi laiko pasiekti pusiausvyrą. Liftas turi būti išbandytas, siekiant nustatyti didžiausią svorio ribą su priimtina saugos riba.

Kita vertus, dinaminė apkrova atsiranda, kai apkrovos sąlygos keičiasi laikui bėgant. Kai žmonės juda lifte, jie sukuria dinaminę apkrovą, o įtempiai lifto taške gali labai skirtis.
Pačios medžiagos gali būti išbandytos, siekiant išsiaiškinti jų pagrindines savybes. Visoms medžiagoms būdinga ribinė įtampa arba gniuždymo įtampa, kurią jos gali toleruoti prieš išleisdamos arba visam laikui deformuodamos. Įtempis yra jėgos, tenkančios medžiagos skerspjūvio ploto vienetui, matas, o kai jėga, tenkanti ploto vienetui, tampa per didelė, susidaro mikroskopiniai lūžiai. Jei jėga ir toliau didėja, medžiaga gali visiškai sulūžti.

Medžiagos tempimo stiprumui nustatyti gali būti naudojamas tempimo bandymas. Objektai įsitempia, kai išilgai tos pačios ašies veikia išorinės jėgos. Jei jėgos bus taikomos vertikaliai, objektai bus šiek tiek aukštesni, bet plonesni. Ši deformacija yra laikina ir išnyks, kai tik jėgos nuslūgs. Tačiau, kai įtempiai viršija takumo ribą, medžiagos matmenys pasikeis visam laikui.

Bandinys, kuriam buvo atliktas tempimo bandymas, paprastai gali atlaikyti įtempius, didesnius nei jo takumo įtempis, nesulūžęs. Tačiau tam tikru momentu mėginys suskils į dvi dalis, nes išaugs mikroskopiniai įtrūkimai, atsiradę dėl derliaus. Įtempis visiško lūžio taške vadinamas didžiausiu medžiagos atsparumu tempimui.